我国航空地球物理野外试验场建设方法

"十一五"期间,在国家863重大计划项目支持下,开展了我国航空地球物理野外试验场建设.在总结国内外航空地球物理试验场建设情况基础上.以加拿大Reid-Mahaffy航空电磁地球物理场为例,从试验场场址选择和试验场建设两方面,分析了国外航空地球物理试验场建设方法,总结了相关经验和借鉴意义.在此基础上.根据我国航空地球物理试验场建设目标,综合考虑不同航空地球物理测量系统的特点,制定了我国航空地球物理试验场建设的基本条件.根据这些条件,采用"先选区后选场,区中选场"的原则,进行了试验场场址的选择,最终确定大井坡航空地球物理试验场为我国首个航空重、磁、电磁等测量系统的野外综合检测平台(简称为大井坡试验场).根据试验场建设思路,在分析大井坡试验场现有条件基础上,从岩石物性测量与研究、地球物理测量、地质填图与剖面测制以及试验场数据信息管理等方面提出了试验场的建设内容与方法.     

综合岩石物性分析在物探工作中的应用 —以新疆库布苏北地区为例

岩石是构成地球的最重要材料,地球的结构和动力学性质必然与岩石的各种物理性质密切相关,所以岩石物性数据也是地球物理勘查的基础性数据。地球物理勘探中重力、磁测、电法测量工作常用到密度、磁化率、电阻率以及极化率参数的综合分析,可辅助解释地球物理异常成因,进而对相关成矿地质问题有更为深刻的认识。本次工作通过采集测量库布苏北地区地表及深部钻孔岩芯的多种岩矿石,对各类物性参数进行统计处理及综合分析,结合以往成矿特征,大致明确该区域内弱磁异常成因,进而推断深部地层界面,初步明确深部成矿潜力,为指导下一步工作提供依据。     

基于多元信息约束的隐伏矽卡岩型铁矿床的定位——以云南北衙金矿区红泥塘矿段为例

矽卡岩型矿床是云南北衙金多金属矿区的一种主要矿床类型,受岩体、构造及层位等控制,其有利找矿空间为中酸性岩体与碳酸盐岩的接触带.以岩石物性为纽带,实现目标地质体与地球物理场的转换,提取有效信息.接触带中低电阻率、岩体的低密度性、铁矿的高磁性和高极化率等都是矽卡型铁矿床的特有地球物理属性.通过地质地球物理等多元信息的层层约束,解析不同级次的成矿要素问题,实现对隐伏矽卡岩型铁矿床的定位,建立地球物理勘探模式,并在矿区外围开展方法有效性的验证,取得了良好的勘探效果,提出一套适应于北衙地区及类似成矿地质背景下的隐伏矽卡岩型铁矿床定位预测方法.     

山东焦家金成矿带地球物理特征及找矿预测

本文以焦家断裂带为研究目标,综合利用地质、重力、磁法、大地电磁等资料,总结了区域物性、重磁场特征,并选择典型剖面,利用实测MT数据,开展了2.5D重磁电联合精细反演,推断了控矿断裂构造的深部变化特征.A-A′剖面重磁电特征显示,焦家断裂带上盘呈现低阻-中磁特征,而下盘呈现高阻-高磁特征,焦家断裂带和三山岛断裂带的视电阻率异常梯度带在4 km以浅非常清晰,分界线走势基本沿焦家断裂带深部延伸,呈现"漏斗"形状.本文根据建立的地质-地球物理找矿预测模型推断,焦家断裂带剖面上低磁异常向高磁异常的过渡带、布格重力异常梯级带的转弯部位和视电阻率等值线同步向下弯曲、间距变大及由陡变缓部位都是成矿的有利部位,为今后该地区金矿勘查提供重要技术指导.     

羌塘盆地双湖地区侏罗系岩石物性特征

双湖地区是羌塘盆地最具油气资源潜力的地区之一,然而目前对于该区域侏罗系岩石物性参数特征的研究相对缺乏.本文系统采集了该地区侏罗系岩石物性样品,开展了自然伽马能谱、电阻率、极化率和磁化率等分析,总结了各地层物性参数特征,并根据其统计结果建立了侏罗纪地层物性综合柱状图,为下一步非震地球物理石油勘探提供了基础资料.结果表明,研究区侏罗纪地层碎屑岩层具有高放射性、磁化率及极化率与低电阻率的特征,而碳酸盐岩层具有高电阻率和低放射性、磁化率及极化率的特征.侏罗系各地层的物性参数存在明显差异,自下而上存在3个密度界面,分别是下侏罗统曲色组与中侏罗统色哇组之间、中侏罗统色哇组与莎巧木组之间以及中侏罗统布曲组与夏里组之间.其中,电阻率总体表现出"下低、上高",而极化率和自然伽马能谱数值总体呈现"下高、上低"的特征,从地层磁性方面来看,中侏罗统布曲组与上侏罗统索瓦组地层一般呈弱磁或无磁性,而下侏罗统曲色组、中侏罗统色哇组、莎巧木组和夏里组地层磁性较高.此外,下侏罗统曲色组与中侏罗统色哇组呈低阻、低密度的特征,具备开展大地电磁测深和重力测量勘探的物性前提条件;中侏罗统布曲组呈低放射性、低极化率、低磁化率和高电阻率的特征,具备开展重、磁异常和放射性勘探的物性条件.     

综合地质-地球物理方法在山间盆地断裂探测中的应用——以张家口断裂为例

针对山间盆地断裂复杂困难的特点,以张家口断裂为例,采用电阻率成像法、浅层地震勘探和小折射等综合地质-地球物理方法,结合钻孔资料和地质剖面,查明了张家口断裂的展布情况,同时对山间盆地等复杂地区的地球物理探测方法进行了探讨.研究结果表明张家口断裂呈北西西向展布,主要为逆断层,由西段、中段和东段等三段组成,各段多由北西向和近东西向2组多条次级断层组成;张家口断裂位于覆盖层发育的沟口不连续段上的、可分辨的上断点埋深在60 m以上(事实上更多地段出露地表).     

基于交叉梯度约束的重力、磁法和大地电磁三维联合反演

为了降低单一地球物理方法反演的多解性及受噪声的影响程度,本文围绕重力、磁法和大地电磁法开展了三维联合反演的研究.重、磁采用基于对数障碍法的正则化反演算法,大地电磁使用limited-memory BroydenFletcher-Goldfarb-Shanno(L-BFGS)反演算法,引入交叉梯度函数实现了三种物性结构的相互耦合,最终开发出一套重磁电三维联合反演算法,并实现MPI并行加速计算.通过理论模型算例验证了算法的准确性,结果表明:不论是单棱柱体模型还是组合棱柱体模型,联合反演结果相较单独反演对于异常体的空间形态刻画以及物性数值恢复具有较好的提升;单棱柱体模型算例使得异常体的物性参数(密度、磁化率和电阻率)更加接近于真实的物性参数;组合棱柱体模型的联合反演结果不仅仅消除了围岩物性参数的假异常,而且还增强了异常体边界结构的恢复程度.     

小波分析在地球物理信息融合中的应用

为了实现地球物理资料的自动综合解释,提出了一种基于小波分析的多分辨地球物理信息融合方法.阐述了地球物理信息融合中的关键技术,即信息表示、融合方法及融合中的控制.利用多种地球物理信息融合获取有关地质目标的知识,避免了单一方法的局限性,减少了各种地球物理信息不确定性误差的影响.对实际资料进行了实验,实现了速度、视电阻率和密度信息融合.实验结果表明融合图像包含了更多地质目标的信息.     

地面高精度磁测和电磁测深在矿产调查中的应用

武定地区的各地层与矿体具有明显的磁性和电性差异,为了查明矿区内的控矿构造及外围矿致异常,开展了11万高精度磁法测量和大地电磁测量工作.对获取ΔT磁测数据进行化极和延拓等处理;对化极成果和不同延拓高度的成果综合对比分析,圈定了5个磁异常体和3条断裂,确定3号磁异常为有利矿致异常.在3号磁异常处开展大地电磁测深工作,查明断裂构造的产状、延伸,并对地层进行详细的分层.结合地质资料、电磁测深的成果资料,建立地质一地球物理模型,用RGIS2010软件对磁测剖面数据进行2.5D的人机联合反演,拟合出矿体的形态特征,得出异常体的相对深度、宽度和厚度,为地质找矿提供了有利的地球物理依据.     

利用航磁资料研究新疆西天山阿吾拉勒地区古火山口分布

新疆西天山阿吾拉勒地区是我国重要的多金属成矿带,该地区矿产富集与石炭纪火山活动存在着密切的关系.因此,利用航磁资料研究新疆西天山阿吾拉勒地区古火山口的位置,为进一步划分成矿远景区及缩小找矿范围提供地球物理支撑.本文采用"由已知到未知"的研究思想,以智博古火山口为研究对象,利用化极磁力异常及其归一化总水平导数垂向导数(NVDR_THDR)特征及相关地质资料,总结出新疆西天山阿吾拉勒地区古火山口的航磁异常识别标志.研究表明,化极磁力异常NVDR_THDR环状极大值异常带为古火山口的主要识别标志.结合化极磁力异常和卫星遥感影像共推断出古火山口6处,其长短轴比介于1.15至3.00之间,整体走向呈NWW向.外业考察已初步证实了3处古火山口的存在,并在推断的古火山口内部已发现磁铁矿化.因此,本文利用航磁资料识别的西天山阿吾拉勒地区古火山口位置具有较高的可信度.     

松科2井东孔营城组高放射性异常层测井响应特征及成因初探

松科2井东孔是松辽盆地科学钻探工程的主体钻孔,按照计划在全井段进行地球物理测井资料采集,为深部资源勘探及白垩纪古气候、古环境研究提供准确和全面的地球物理信息.在诸多测井方法中,自然伽马测井和自然伽马能谱测井能够测量地层的天然放射性强度和铀、钍、钾元素含量等参数,被有效地应用于放射性矿床勘查,尤其是铀资源的勘查与研究;电阻率、声波、密度和中子测井等常规测井和核磁共振成像、电阻率成像、元素俘获谱测井等特殊测井能够获取地层岩性和物性参数等信息,为铀矿勘查提供有力支持.本文利用松科2井东孔自然伽马测井资料来识别高放射性异常层;基于常规测井与特殊测井资料,结合前人的地质研究成果,分析放射性异常层的特征和成因.核测井曲线指示营城组存在两段高放射性异常层,深度分别为3096.8~3102.8 m（I号层）、3168.3~3170.9 m（Ⅱ号层）.I号层自然伽马值最高达360 API,铀含量范围20.5~29.3 ppm,综合测井和岩心资料判断该层为砾岩,具有铀成矿潜力;分析表明,构造条件和后生改造作用是影响I号层铀富集的关键因素,推测断裂-火山活动和盆地抬升剥蚀为含铀地下水及油气运移至I号层提供了通道,油气的后生还原作用最终导致了I号异常层的铀富集.Ⅱ号层自然伽马值最高达250API,钍含量22.4~37.3 ppm,铀含量5.9~11.0 ppm,为集块熔岩及凝灰岩,高放射性异常可能是高钍含量的流纹质成分和粘土矿物对铀的吸附作用导致的.松科2井东孔营城组高放射性异常层具有埋藏深度深、铀含量高等特点,表明松辽盆地深部具有找铀矿前景.     

松辽盆地北部深层综合物探方法先导性研究

首先对岩石的速度、密度、磁化率、电阻率等物性资料进行统计分析 ,寻找它们之间的内在联系 ,在此基础上综合各种有用信息建立统一的物理 -地质模型。在统一的物理 -地质模型之上 ,进行重、磁、电、震单一方法的反演 ,分析各种物探方法反演结果的相容性与相背性 ,重新修改模型并进行重、磁、电、震的联合反演 ,最终确定深部地层的地质属性     

综合物探技术识别地震反射异常体属性

埋藏在6000m以下的地震反射异常体是礁体还是火成岩体？或者是海底滑塌体？在高质量重磁电资采集的基础上，通过对研究区域内的地层岩石物性细致研究，利用CEMP资料界面约束二维反演、重磁力异常剥离技术和LCT重磁力地震联合反演解释技术细致研究了异常体的物性参数，从密度、磁化率、电阻率、速度等多种特征推测判断了深层异常体地质属性，为钻井部署提供了间接依据。     

新疆尼勒克1812年地震地质灾害遥感解译研究

为研究新疆尼勒克1812年地震地质灾害特征,基于多源、多时域、多尺度遥感影像对喀什河沿线主要地质灾害进行解译,对地温异常进行目视解译和遥感定量提取,对地震断层进行多源高分辨率详细解译。结合地震地质灾害解译结果、断层特征、地温异常、航磁异常等进行综合讨论,结果对喀什河流域基础地质研究提供一定参考。     

扩展的倾斜角和倾斜角总水平导数方法

为了突出显示重磁场中地质体分布、断裂构造特征等信息,使图像显示错落有序、层次分明、清楚直观,有利于解释人员从不同角度认识重磁场异常特征.本文通过分析倾斜角概念,根据反余切函数特性,提出了扩展的倾斜角(iTdr)和倾斜角总水平导数(iTdr_Thdr)方法,来增强重磁异常信息,突出异常形状特点,以便于识别重磁异常中地质体边界和提取地质体分布、断裂构造平面展布特征等信息.理论模型和实际资料对比分析表明该方法简单、实用、具有较好的识别效果和较高的分辨能力,能够获取丰富的地质信息,对识别地质体边界、划分大地构造单元、确定断裂带和地质构造走向等具有实际意义.     

陕西地壳磁异常特征研究

利用NGDC-720-V3模型,计算了陕西地区地壳磁异常不同分量网点值,通过计算数据分析了该地区地壳磁异常基本形态及分区特征,结果表明:(1)陕西地壳磁异常各分量强度较弱,分布形态以宽缓的条带为主。(2)陕西北部三条正负相间的磁异常条带可能与基底大断裂有关,反映了块体内部早期不同基底的拼合。(3)陕西南部地壳磁异常总体表现为近东西向大面积的负异常,东部和西部负异常强度有所不同,可能与地壳内物性差异有关。     

云南地区地壳磁异常与地质构造

根据美国地球物理数据中心的地磁场模型(NGDC-720),研究云南地区地壳磁异常的空间变化,包括磁异常及其梯度的分布、磁异常随高度的衰减、不同波长成分对总体磁异常的贡献.比较磁异常与重力异常、大地热流、地震活动等地球物理信息的异同特征,探讨地壳磁异常与地质构造的关系.研究结果表明:丽江—小金河、红河断裂带以西的三江、滇西造山带的异常较弱,菱形地块的异常相对较强.研究区域的地壳磁异常主要是弱磁性基底背景下叠加的浅源磁性体产生.卫星磁异常显示滇中坳陷区具有清晰的偶极场特征.沿红河断裂带分布的正负磁异常带与断裂构造走向一致.围限菱形地块的丽江—小金河断裂、红河断裂、康定—奕良—水城断裂和弥勒—师宗—水城断裂带是磁异常的强弱过渡带.强烈地震发生的地点、大地热流值高的地区,地壳磁异常为负值或相对较弱.     

苏鲁超高压变质带北部地球物理调查(Ⅱ)——非地震方法

在北苏鲁超高压变质带(UHPM)上开展了深反射地震的同时,进行了大地电磁、地磁、放射性测量和重磁编图.本文介绍用这些方法取得的结果.两条区域性的地球物理剖面总长126km,经过二维反演取得了电阻率和磁性体剖面.结果表明:(1)大地电磁等综合地球物理资料与深反射地震剖面的推断结果基本一致,同样反映了UHPM岩块的俯冲折返与后期的隆升.(2)非地震地球物理资料不仅为地震解释提供约束,还可以提供地热流上涌、断裂和磁性体分布等更多的信息.(3)新发现莒南-海州北北西向断裂,对研究本区构造演化有重要意义.(4)根据地热流上涌、侵入体多和高波速体埋藏较深等特征,认为在本区进行科学钻探不够理想.     

分形滤波(S-A)技术在物探数据异常分解中的应用

分形滤波(S-A)技术能够有效地揭示地球物理场的空间相关性,对背景场以及异常场进行分解。应用分形滤波(S-A)技术分解内蒙古某银矿区地面高精度磁测异常,结果表明:对研究区高精度磁异常进行了有效分解,获得了研究区背景场以及异常场特征,并剖析所获得的异常场,分解异常8处,并据此结合地质情况提出研究区的成矿有利区。     

综合物探方法在坦桑尼亚西嘎山地区金矿勘查中的应用

坦桑尼亚西嘎山(Siga Hills)地区位于坦桑尼亚西北部苏库马兰德绿岩带东南端,20世纪初在该绿岩带内发现了一系列世界级金矿床,如盖塔(Geita)金矿和布鲁扬葫芦(Bulyanhulu)金矿.由于该地区金矿床多属于绿岩带条带状铁建造型金矿,具有明显的强磁异常特征,因此可以通过航磁及地面高精度磁测来查明目标体的规模和大小,但受磁测方法限制以及大部分金矿体为半隐伏或全隐伏状态,因此无法对靶区内宽度仅为几米或十几米的隐伏含矿构造体进行更细致的研究.本文以西嘎山地区某一 隐伏金矿区为研究对象,通过开展地面高精度磁测、岩样物性测量、激电剖面和断面测量等综合物探工作手段,取得了较丰富的异常信息.缩小了找矿靶区;了解了区内金矿体与围岩的物性差异;查明了含矿构造的平面和断面电性特征,并通过钻探工程得到了验证,提交区内(333)+(334)?金金属量9 t,结合区域成矿背景总结规律,为西嘎山地区今后的隐伏金矿区找矿工作提供经验.